Questions and Answers
¿Qué tipo de tensiones se presentan en el campo de tensiones asociado a dislocaciones helicoidales?
Las tensiones son más altas en el centro del cilindro y disminuyen a medida que se aleja de la línea de dislocación.
¿Cómo se comportan las tensiones en el campo de tensiones asociado a dislocaciones de arista?
Las tensiones son más altas en la punta de la línea de dislocación y disminuyen a medida que se aleja de la punta.
¿Qué tipo de tensiones se presentan en las dislocaciones helicoidales?
Únicamente se presentan tensiones de cizalladura en el plano de deslizamiento, con simetría radial y proporcionalidad a $1/r$.
¿Qué componentes incluyen las tensiones asociadas a dislocaciones en arista?
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¿Cuál es la suma de los campos de tensiones correspondientes a las dislocaciones mixtas?
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¿De qué es proporcional la energía asociada a las dislocaciones?
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¿Cómo pueden ser las fuerzas de interacción entre dislocaciones?
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¿Cómo interactúan las dislocaciones situadas en el mismo plano?
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¿Qué tendencia presentan las dislocaciones situadas en planos paralelos?
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¿Qué tipo de interacciones pueden presentar las dislocaciones que se cruzan?
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¿Cuál es el origen de las dislocaciones en el material cristalino?
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¿Qué sucede con las dislocaciones a medida que el cristal se forma?
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¿Qué es la anisotropía en un material y cómo afecta al límite elástico?
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¿Qué es un sistema de deslizamiento en el contexto de las dislocaciones?
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¿Por qué los planos de deslizamiento más compactos tienen menor tensión crítica?
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¿Bajo qué condiciones las dislocaciones avanzan según las leyes que rigen el deslizamiento de las dislocaciones?
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¿Cuáles son las fuentes fundamentales de nucleación de dislocaciones en cristales?
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¿Por qué aumenta significativamente la densidad de dislocaciones durante la deformación plástica?
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¿Cuáles son los mecanismos de multiplicación de dislocaciones?
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¿Qué provoca la fuente de Frank-Read con un punto de anclaje?
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¿Qué favorece el deslizamiento por planos paralelos al cambiar de plano las dislocaciones helicoidales?
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¿Con qué está relacionada la capacidad de deformación plástica en redes metálicas?
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¿En qué redes cúbicas centradas ocurre el deslizamiento sobre los planos {111} en direcciones compactas <110>?
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¿En qué redes cúbicas centradas ocurre el deslizamiento en direcciones <111> sobre varios planos?
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¿Cómo varía la capacidad de deformación plástica en redes hexagonales?
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¿Cómo varía la tensión crítica para mover dislocaciones (τCRSS) con la temperatura?
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¿Qué sucede con la energía térmica del material al aumentar la temperatura?
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¿Con qué está estrechamente relacionada la capacidad de deformación plástica de los materiales?
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Study Notes
"Campo de tensiones y comportamiento de las dislocaciones en materiales cristalinos"
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Campo de tensiones asociado a dislocaciones helicoidales: Las tensiones son más altas en el centro del cilindro y disminuyen a medida que se aleja de la línea de dislocación.
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Campo de tensiones asociado a dislocaciones de arista: Las tensiones son más altas en la punta de la línea de dislocación y disminuyen a medida que se aleja de la punta.
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Tensiones asociadas a dislocaciones helicoidales: Únicamente se presentan tensiones de cizalladura en el plano de deslizamiento, con simetría radial y proporcionalidad a 1/r.
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Tensiones asociadas a dislocaciones en arista: Incluyen componentes normales (tracción y compresión) y de cizalladura, con desacoplamiento de los campos de tensiones de dislocaciones en arista y helicoidales paralelas.
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Tensiones asociadas a dislocaciones mixtas: Son la suma de los campos de tensiones correspondientes a las dislocaciones de arista y helicoidales.
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Energía asociada a dislocaciones: Es proporcional a G*b^2, y las dislocaciones tienden a mantenerse rectas para minimizar esta energía.
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Fuerzas de interacción entre dislocaciones: Pueden ser atractivas o repulsivas, dependiendo de la distancia y orientación relativa de las dislocaciones.
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Dislocaciones situadas en el mismo plano: Interactúan de manera repulsiva si son del mismo tipo y de manera atractiva si son de signo opuesto.
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Dislocaciones situadas en planos paralelos: Tienden a adoptar posiciones de equilibrio que minimizan la energía del material, dependiendo de su orientación relativa.
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Dislocaciones que se cruzan: Las interacciones pueden ser atractivas, repulsivas o neutras, y la presencia de otras dislocaciones aumenta la resistencia del material a la deformación plástica.
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Origen de las dislocaciones: Se originan durante la formación del cristal, debido a tensiones locales elevadas durante el enfriamiento a partir del estado líquido o por transformaciones en estado sólido.
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Multiplicación de dislocaciones: Las dislocaciones se multiplican y crecen a medida que el cristal se forma, lo que afecta la resistencia del material a la deformación plástica.
Mecanismos de nucleación y multiplicación de dislocaciones en cristales
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Las fuentes fundamentales de nucleación de dislocaciones incluyen defectos en las superficies de crecimiento del cristal y tensiones internas debido a diferencias en coeficiente de dilatación, composición o red cristalina de los granos.
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Durante la deformación plástica, la densidad de dislocaciones aumenta significativamente para evitar que el cristal se vuelva frágil.
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Los mecanismos de multiplicación de dislocaciones incluyen fuentes de Frank-Read con uno o dos puntos de anclaje, deslizamiento cruzado múltiple y emisión de dislocaciones desde los bordes de grano.
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La fuente de Frank-Read con un punto de anclaje provoca un aumento en la longitud de la dislocación, mientras que la fuente de Frank-Read con dos puntos de anclaje puede emitir bucles de dislocaciones bajo ciertas tensiones.
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El deslizamiento cruzado múltiple favorece el deslizamiento por planos paralelos al cambiar de plano las dislocaciones helicoidales.
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La capacidad de deformación plástica en redes metálicas está relacionada con el número y la compacidad de los sistemas de deslizamiento.
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En redes cúbicas centradas en las caras (FCC), el deslizamiento ocurre sobre los planos {111} en direcciones compactas <110>, lo que resulta en una alta deformabilidad y plasticidad.
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En redes cúbicas centradas en el cuerpo (BCC), el deslizamiento ocurre en direcciones <111> sobre varios planos, lo que proporciona una capacidad de deformación plástica menor que en la FCC.
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En redes hexagonales, la capacidad de deformación plástica varía según la relación c/a, con menor capacidad en comparación con FCC y BCC.
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La tensión crítica para mover dislocaciones (τCRSS) varía con la temperatura, siendo menor a temperaturas más altas debido al aumento de la energía térmica.
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Al aumentar la temperatura, la energía térmica del material aumenta, lo que reduce la tensión exterior necesaria para mover las dislocaciones, volviendo el material más blando.
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La capacidad de deformación plástica de los materiales está estrechamente relacionada con la multiplicidad de sistemas de deslizamiento y la energía necesaria para superar las barreras que enfrentan las dislocaciones.
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Description
Quiz sobre el comportamiento de las dislocaciones en materiales cristalinos, incluyendo el campo de tensiones asociado a distintos tipos de dislocaciones, energía asociada a dislocaciones, fuerzas de interacción entre dislocaciones, mecanismos de nucleación y multiplicación de dislocaciones, y la relación entre la estructura cristalina y la capacidad de deformación plástica.